王首臻某飞航导弹可靠性指标论证研究1 8 3 ·某飞航导弹可靠性指标论证研究王首臻，李新俊，宋亚男，李祥臣，杨艳妮( 二炮装备研究院，北京1 0 0 0 8 5 )摘要：可靠性是导弹武器系统的重要系统特性，其指标常常作为关键的系统战技指标之一本文结合某飞航导弹的寿命剖面和任务剖面，首先论述了可靠性指标的设计要求和原则，重点分析了寿命周期各个阶段可靠性指标的选取，对可靠性指标体系的构建进行了探讨，最后结合实际给出了典型的可靠性指标体系示例关键字：飞航导弹，寿命剖面，任务剖面，可靠性指标1 引言随着现代战争对导弹武器装备功能要求的不断提高，装备组成日趋复杂，可靠性问题日渐突出军方也越来越关注武器装备的可靠性，并将其作为一项重要的技战术指标纳入了导弹武器装备研制要求中合理确定可靠性指标是武器装备研制论证中所要解决的一个重要问题过低的可靠性指标要求将影响武器装备的作战使用，而指标要求过高则可望而不可及，增加了武器装备研制的难度、周期和成本，甚至会导致失败的后果作为国家战略力量的重要组成部分，某飞航导弹是我国近年来设计研制的新型武器，采用的技术相对复杂，可靠性指标的论证工作也与其他导弹武器系统有所区别。
本文就如何构建该导弹的可靠性指标体系及相关工作进行了探讨2 导弹典型寿命剖面和任务剖面描述订购方在提出导弹武器系统战术技术指标的同时，应提出导弹及其配套产品的的寿命剖面【1 】产品寿命剖面是指产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间所经历的全部时间和环境的时序描述飞航导弹的寿命剖面是指包括试制生产过程、测试、包装、运输、库房贮存、战备值班、运载、发射、飞行等各阶段所经历的全部环境条件的时序描述其中包括导弹在长期贮存过程中所经历的自然环境条件、装载平台诱发的环境应力以及导弹飞行过程中诱发的环境应力等导弹出厂后，经铁路、公路、水路或空中运输等到达部队库房贮存；导弹贮存期间进行定期检测，导弹在技术阵地完成技术准备后，进入发射阵地，进行发射准备并完成发射导弹完成技术准备后也可能转入简易库房或坑道待机，然后再进入发射阵地田1 飞航导弹的典型寿命剖面事件描述任务剖面【1 】是对设备在完成规定任务这段时间内所要经历的全部重要事件和状态的一种时序描述，它是寿命剖面的一部分典型任务剖面用来描述导弹武器系统从作战准备( 或发射准备) 到毁伤目标过程各阶段的工作模式、持续时间以及所经历的环境等陆基飞航导弹在正常使用维修条件下，其任务过程见图2 ，划分为贮存阶段、技术准备阶段、待机准备阶段、发射准备阶段、发射和飞行阶段五个阶段。
·1 8 4 ‘中国国防科技质量与可靠性高峰论坛论文集出厂下达作囊开i避^ 发下选麓 坐坩盟膏々术阵地髫陴地射膏々；I．；I．；．；I、P —弋y、7 ●’■工作穗牛t 牟簋木准-j 堡苎竺量I i 璺越准鲁i冀射，飞竹工恸式{ 嚣窖兰护{ 橼室稿{ 张、麓矗{ 鬈，器五：i使用r 作哺斛i 雌蕃：l k 嚣磊雌i ；琵嚣笔i 耋琵；嚣i 耋} 墨；篱i 誓翥‰，{ i 嚣‘任鼻且嚣i_ 符雌克摊i一雌重啻格i 蠢荷正黼·i搪排∥i、孑墨_ ；| 箍目I Ii ll●时l i iI ∞‘审Ix x 小时职疗f艄分忡I瓢分竹I 一一●一’- 一一I 一一●一括掌I．j 塑鲤一II待扼可靠矗I 幽日可‘磨I1 行可■崖．t 荐可靠厦●●●●●3 可靠性指标的设计要求图2 飞航导弹典型任务剖面事件描述3 ．1 研制曩求中的固有可靠性要实现产品规定的可靠性指标，关键在于搞好产品的可靠性设计产品的设计规定了产品的固有可靠性【2 】，亦即产品的内在特性之一产品一旦完成设计，并按照设计要求制造出来，其固有可靠性也就被确定了产品的制造过程是实现产品的固有可靠性，使用和维护过程是保持已获得的固有可靠性固有可靠性只与产品设计质量的好坏及制造过程中的质量控制有关，是研制方在设计与制造过程中能够控制的。
而使用可靠性[ 3 】考虑了使用、维护对产品可靠性的影响，包括使用维护方法和程序、操作人员的技术熟练程度等，这些都会对产品寿命和功能的发挥产生重大影响因此，在军方和研制方就产品研制完成合同时，应将导弹的固有可靠性作为合同值由固有可靠性和使用可靠的性定义可知，产品的固有可靠性与使用可靠性是不相同的，主要是因为产品设计、制造所依据的条件不可能与实际使用条件完全相同，同时也可能在生产中偏离了设计定型、制造工艺定型所规定的要求，如某些原材料、元器件的代用及操作工人技术水平差别引起的制造工艺差异都会使产品的固有可靠性发生变化以导弹的可靠度为例，处于临战状态的导弹只可能处于可发射、测试、维修3 种状态，导弹的固有可用度A i 与导弹的保质期T 0 、测试时间T c 和维修时间T m有关，即4 = 南( 1 )’死+ 乃+ 乙一但是，在使用时测试与维修都会出现延误，导弹的使用可用度A O ，还应与测试延迟时间T c l 和维修延迟时间T m l 有关，即4 = 丽靠( 2 )42 不可葛丽Q )因此，要想提高产品的使用可靠性，必须在指标论证时把导弹的使用条件阐述得非常清楚，努力提高产品的固有可靠性，加强对出厂产品的质量监督，同时要设法改善包装、运输、贮存i 使用等条件。
3 ．2 可靠性指标的分类根据我国武器装备的研发采办体制，一般对装备的每项可靠性指标只提两个值：设计定型时的最低可接受值和目标值最低可按受值是装备必须达到的合同指标，该指标保证了装备具有初步作战能力t 目标值是装备预期达到的可靠性指标，该指标既能满足使用要求，又王首臻某飞航导弹可靠性指标论证研究‘1 8 5 ·可达到装备全寿命期内的最佳效费比一般规定，定型若干年后产品可靠性要达到目标值通常把目标值作为产品设计的依据，而把最低可接受值作为产品定型阶段必须达到的要考核验证的指标，这是产品能否进行定型的重要依据之一【4 】3 ．3 可靠性指标设计确定的原则一般来说，可靠性指标确定的原则是：1 ) 可靠性指标应具有系统性飞航导弹是整个导弹武器系统重要的组成部分，其可靠性指标的确定应与整个武器系统的可靠性指标相一致2 ) 可靠性指标应具有完备性导弹自研制出厂之日起，经历了贮存、运输、检测、发射、飞行以及退役等多个活动或事件必须满足用户的使用要求，必需完整描述型号的寿命剖面与任务剖面，可靠性指标与之对应应在满足使用任务要求前提下，对型号的性能、可靠性、维修性、研制周期、研制费用、保障费用等各种因素综合考虑。
3 ) 可靠性指标应具有层次性一个复杂的系统，一般是由若干个不同功能的子系统构成的；而子系统又可以根据其功能、特性继续分解对每一分解层次上的功能子系统，都需要给出相应的可靠性指标由于各个子系统的功能不同，所选取的指标也就不同导弹的可靠性指标通常都要分解、分配到各个子系统，直至整机，例如导弹的飞行可靠性分解到弹头，就提出了结构可靠性，防热可靠性和突防可靠性等指标4 ) 可靠性指标应兼顾协调性构成体系的各种指标覆盖了导弹的全寿命周期，但相互之间应避免矛盾和重复交叉另外，对可靠性指标的要求应该统一，不能对某些指标提的很高而放松对另外一些指标的要求5 ) 保证可靠性指标的先进性研制方首先要使产品满足设计方确认的可靠性指标，并在此基础上尽可能的具有国内外的先进水平，从而保持产品的竞争力和生存力同时还要考虑导弹武器装备寿命周期内的工作特点，如长期贮存，一次使用等在费效均衡的前提下保证可靠性指标的进步性，使研制的导弹武器不至于刚定型生产就落后于其他同类产品6 ) 要保证可靠性指标的可达性导弹的可靠性指标设计也并非越高越好，还要考虑到实际的设计能力若要满足远远超出实现能力的指标，不仅可能花费大量的人力物力财力，更有可能带来研制周期的增加和成本的提高。
指标应对系统可靠性起指导作用，在使用方向研制方提出的指标要求中应尽量排除一些研制方无法控制的因素7 ) 可靠性指标还应具有可检测性、可验证性指标体系中所提出的各项指标应该都是可检验的可靠性指标列入研制合同，就成为合同双方共同的依据，研制方据此来开展设计，军方则以该指标作为产品可靠性的验收标准这就要求可靠性指标能够依靠某些双方共同确认的手段和方法来验证如果仅是提出而不进行检验，这些指标就根本不会落实有些指标需要较多的试验子样才能得到检验，这时可把达到指标要求划分为几个阶段；在定型时只需达到最低可接受值，并作出安排，保证其最终能验证达到所需指标要求上述设计原则从各个方面的要求突出了可靠性设计全系统全寿命的思想，始终贯穿着可靠性是设计出来、生产出来、管理出来的理念此外，在设计过程中还要充分借鉴、吸收已有型号研制、使用的经验和教训4 可靠性指标体系构建4 ．1 可靠性指标选取相对于待命停放、机动发射准备和自主飞行来说，飞航导弹在其贮存阶段所承受的环境应力最弱无论是在国防贮存库或是在待机库房，由于是在发射箱或包装箱内存放，产品遇到的环境应力基本上都是温和的气候环境，如自然温度、湿度等但该阶段的持续时间较长，一般为5 ～1 5 年，长时间积累导致的可靠性下降不容忽视。
为保证飞航导弹适应于长贮存期的要求，对该阶段应提出贮存可靠度要求贮存可靠度是指合格的导弹在贮存寿命期·1 8 6 ‘中国国防科技质量与可靠性高峰论坛论文集内按规定的要求贮存到规定时间时，启封检测的合格率在实际的导弹贮存过程中，一般都会将导弹启封检测多次以检查导弹性能状态，保证其能随时从贮存到使用的可用在导弹的贮存期间，为保证贮存性能和方便人员控制状态，对导弹提出检测周期的要求检测周期是在规定的贮存条件下，为保证产品具有规定的可靠度值所进行相邻两次检测的时间间隔检测周期一般作为测试性指标，但由于其与贮存可靠性密切相关，指标的量值直接影响了检测的合格率，也就是贮存可靠度，所以也可以作为可靠性指标的一种处于待命状态的导弹是置于发射箱内的启封待用产品，所遭遇的气候环境要比存于库中发射箱或包装箱内的导弹恶劣得多，除了自然温湿度外，风沙、雨淋、盐雾、大气辐射等通过发射箱对导弹可靠性也有一定的影响要达到待命停放，随时转入准备发射阶段的目的，对该阶段的导弹应提出待命可靠度要求飞航导弹在发射准备阶段承受的环境应力除了自然气候环境，如温湿度、高空低气压、风、雨、雷、电，灰尘、大气辐射等外，还承受运输、冲击等导致的恶劣振动环境。
该阶段的产品可靠性下降较快，但为保证在导弹发射出去前的可用性，应对发射准备阶段的可靠性提出较高要求，通常用发射可靠度表示飞航导弹在自主飞行阶段承受的环境应力最强，且在该阶段产品满负荷工作，可靠性下降最严重但该阶段的飞行时间短，一般为几秒至几十秒该阶段的可靠性用飞行可靠度表示飞行可靠度是指导弹在正常点火出箱后，在规定的飞行环境条件下，按照预定的飞行程序正常飞行，并按预定精度命中目标的概率满足发射要求是指导弹已截获目标或确保发射后能够截获目标，发射车发控系统及导弹火控系统工作正常等发射后正常工作是指导弹能够正常飞行，按规定的要求向目标制导，在允许的脱靶范围内遇靶并按预定要求引爆战斗部4 ．2 典型陆基飞航导弹可靠性指标体系示倒结合前述内容，按照飞航导弹寿命周期的不同阶段，分别选取检测周期、贮存可靠度、待机可靠度、发射可靠度和飞行可靠度构建可靠性指标体系具体示例见表1 表1 典型飞航导弹可靠性指标体系指标要求考核验证指标定义最低可接名称规定值方法受值在规定的贮存贮存库和 贮存库和研制阶段审检测使用条件卜．，待机库每 待机库每查设计，使 导弹进行两次用阶段年度周期隔5 年通电 隔5 年通电抽检与5 年检测的间隔时检测一次检铡一次 问。
普检验证合格的导弹在达到一个 达到一个贮存期间每贮存寿命期内检测周期 检测周期年采取抽检贮存可按规定的要求后通电检 后通电检和普检相结靠度贮存到规定时测的可靠 测的可靠合的方式确间时，启封检度不小于 度不小于定，取置信 度为0 ．8 ，测的合格率O ．9 3o ．8 5 下同在规定的待机位于待机 位于待机待机可条件卜．合规定阵地时通 阵地时通 的。